1、 目 录塑料成型工艺与模具设计课程设计任务书11 编制塑件成型工艺卡 22 塑件成型工艺分析与设计32.1 ABS 特性32.2 塑件原材料成型性能32.3 塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析42.4 塑件成型方法确定43 塑件成型模具设计43.1 型腔的数量和布置43.2 选择注塑机型号及其参数43.3 确定分型面63.4 浇注系统选择和设计63.5 成型部件的设计计算83.6 排气系统设计93.7 模架的确定和标准件选择（示意图）93.9 温度调节系统设计103.10 推出机构（脱模）设计113.11 导向机构设计114 设计小结115 参考文献11附录（模具总装图和零件图）11“塑料成型
2、工艺与模具设计” 课程设计任务书课题设计名称： 连接座 的注射模设计塑件图： 塑件名称 连接座 材料 ABS 厚度 3工件5精度设计内容：1、编制模塑成型工艺规程（即填写“塑件成型工艺卡” ）2、绘制塑件注射模总装图（A3 图纸 1 张）3、绘制该模具凸模、凹模的零件图各一套（A3 图纸多张）4、编写完善模具设计说明书（按 A4 打印纸装订）1 塑件成型工艺卡塑件成型工艺卡塑 件 名 称材 料 牌 号 ABS塑件草图单 件 重 量 25.9g成型设备型号 XS-ZY-125每 模 件 数 1成型工艺参数干燥设备名称 烘箱温度 / 8090材料干燥时间 /h 23后段 / 150170中段 /
3、165180前段 / 180220料筒温度喷嘴 / 170180模具温度 / 5080注射 /s 2090保压 /s 05时间冷却 /s 20120注射 /MPa 60100成型过程压力保压 /MPa温度 / 70后 处 理时间 /min 120240编 制 日 期 审 核 日 期2 塑件成型工艺分析与设计2.1 ABS 的特性（1）化学和物理特性ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位合成，每种单体都有不同特性；丙烯腈有高强度，热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看，ABS 是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三
4、元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯胶分散相。这就决定了 ABS 材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。缩水率为 0.5%。ABS 有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能，有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工且易着色，几乎不受酸、碱、盐及水和无机化合物的影响。密度为 1.081.2g/cm3 使用温度在40100 ，紫外线作用下容易氧化分解。（2） 典型应用范围水箱外壳、蓄电池槽、电机外壳、齿轮、把手等等。（3） ABS 注塑模工艺条件干燥：ABS 材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C 下最少干燥
5、 2 小时。材料温度应保证小于 0.1%。熔化温度：210280 ，建议熔化温度范围在 245左右。模具温度：2570，6mm 以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm 以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于 8mm，并且距模具表面的距离应在 1.3d 之内（“d”是冷却腔道的直径）。注射压力：60100MPa，射速度：使用高速注射。2.2 塑件原材料成型性能1. 无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。2. 吸湿性强，含水量应小于 0.3，必须充分干燥，要
6、求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3. 流动性中等，溢边料 0.04mm 左右(流动性比聚苯乙烯， AS 差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。4. 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高)，料温对物性影响较大、料温过高易分解(分解温度为 250左右，比聚苯乙烯易分解)，对要求精度较高塑件模温宜取 5060，要求光泽及耐热型料宜取 6080，注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为 100140Mpa，螺杆式注射机则取 160220，70100MPa。5. 模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，
7、易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失)，脱模斜度宜取 2以上。2.3 塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析（1） 结构分析： 从零件图上分析，零件总体为一个圆筒，侧面有一个长宽为 32 X 16 的长方体，在长方体中间有一个直径为 6 的圆，在底圆筒与长方体垂直的一侧有一个通孔(2) 尺寸精度：塑件的精度为 5 级，精度要求中等。（3）表面质量分析：零件的要求表面没有缺陷、毛刺，表面要求光滑，最好自然形成圆角。 2.4 塑件成型方法确定综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺性好，可以采用注射成方法生产。3 塑
8、件成型模具设计3.1 型腔的数量和布置该塑件的精度要求不高，属小型塑件，且形状简单，又为中等批量生产，初定为一模一腔平衡的模具形式，其布置方式如下图所示：为了保证塑件表面质量要求，选择轮辐式浇口成型，模具选用单分型面注射模。3.2 选择注塑机型号及其参数（1）注射量的计算通过 Pro/E 建模分析，塑件的体积 为 13323 3，塑件的质量: m1=14.65g此时流道凝料的体积未知，可按塑件质量的 0.6 倍进行估算，所以注射量为: （2）锁模力的计算流道凝料(包括浇口) 在分型面上的的投影面积 A，在此时还是个未知数，根据经验公式： ， （ 为每个塑件在分型面上的投影面积)，用 进行估算：
9、 ，式中查塑件所需的注射压力 60-100Mpa，而型腔的平均压力是注射压力的 30%-65%，因塑件为薄壁塑件，且浇口为侧浇口，其压力损失比较大，所以取 大一些，则(3) 选择注塑机：根据上面计算的注射量和锁模力，可选用国产 XS-ZY-125螺杆式注射成型机，其有关参数如下：标称注射量/ cm3 60 模板的最大厚度/mm 300螺杆直径/mm 42 模板的最小厚度/mm 200合模力/N 模板尺寸 428 458注射压力 /MPa 120 拉杆空间/mm 260 290注射行程/mm 115 合模方式 液压机械螺杆转速/（ r/mm） 43 电机功率/KW 22模板最大行程/mm 300
10、 定位圈尺寸/mm 100喷嘴球半径/mm 12 喷嘴孔直径/mm 12注射方式 螺杆式 最大成型面积/ 320定位圈尺寸/mm 100 注射时间/s 1.6(4) 射机有关参数的校核型腔数量的校核由注射机的额定注射量校核模具的型腔数量：型腔数目校核合格式中为 Vj 注系统凝料和飞边所需的体积Vz 为每个塑件的体积Vg 为注射机的额定注射量注射压力的校核 注射压力校核合格式中 K 为注射压力安全系数一般为 1.251.4锁模力的校核K 为锁模力安全系数，一般取 1.11.2其它尺寸的校核只有待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。3.3 确定分型面本塑件要求外侧表面光滑，依据分型面的选择原则，该
11、塑件的分型面应选如下 A-A 所示位置，这样凹模型腔整体加工成型，塑件外表面光滑，且容易脱模。3.4 浇注系统选择和设计（1）主流道的设计主流道尺寸主流道的小端直径：SR=喷嘴的两面半径+（12）=12+2=14mm主流道锥角：取 ；主流道长度：取 L=44mm；主流道的大端直径：主流道衬套的形式由于主流道入口处与注射机喷嘴反复接触，极易损坏，对材料的要求比较高，因而主流道设计为浇口套，采用 45 钢，热处理为 43HRC48HRC ，如下图所示：与之相配合的定位圈的结构如下图所示（2） 分流道的设计分流道的布置：为了让分流道要能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使凝料熔体尽快地分配到型
12、腔，因此，采用如下图所示衡式分流道结构：分流道的形状和截面尺寸：由于 ABS 的流动性很好，因此选用加工性能比较好的 U 形截面流道，查表得 d=5，斜角分流道的表面粗糙度：流道的表面粗糙度的 Ra 并不要求很低，一般为 0.81.6,在此取 1.4，如上图所示（3） 浇口的设计由于塑件的外观表面质量要求比较高，应没有明显的烧口痕迹，因此采用点浇查表得其尺寸如图所示：（4） 注射行程的校核查 XS-ZY-125 注射注射行程为 115，浇注系统的长度：35+10=45100mm,即能满足注射机的开模要求。3.9 温度调节系统设计1、冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、
13、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为 200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在 60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以2、冷却时间的确定在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。
14、这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的 80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：式中，a 塑料热扩散系数 （m2/s） ； S 制品壁厚 （mm） ；现我们根据已知条件知道 ABS 的 TS=260，TM=80，TE=120，而塑件的厚度为 2mm：3、冷却系统设计原则、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。、浇口处加强冷却。、应降低进水与出水的温差。、合理选择冷却水道的形式。、合理确定冷却水管接头位置。、冷却系统的水道尽量避
15、免与模具上其他机构发生干涉现象。、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。4、冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷 却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。5、冷却系统的计算由塑料成型工艺及模具设计查阅可得，ABS 的单位质量成型时放出的热量为 300KJ400KJ/Kg。放出热量为 60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ其中，1/3 的热量被凹模带
16、走，2/3 由型芯带去。3.10 推出机构（脱模）（1）推出机构的形式确定：此塑件采用顶杆推出，推杆设计在塑件的台阶处，每个塑件由 8 根推杆推出，在台阶处圆形均布，共 32 根。其结构如装配图所示。（2） 脱模力的计算：（3）脱模力的校核3.11 导向机构导柱选用模架本身的规格，但其长度与开模行程有关，必须另行设计选择. 经计算得查表取标准得到长导柱的长度取为 100mm，导柱的长度取为 90mm,其相关的配合见装配图所示，与之相应的导套选用模架自带规格。4 设计小结塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤
17、浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，为今后的工作经验有了一定的积累。 塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。5 参考文献1 屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计，高等教育出版社，2 塑料模具设计手册编委会，塑料模具设计手册，机械工业出版社，3 叶久新、王群主编，塑料制品成型及模具设计，湖南科学技术出版社附录：模具总装图和零件图
